本科生科研素质和能力培养的探索与实践

[摘要]大学本科生的创新能力培养是现代大学教育的重要目标，参与科研对提高他们的科研能力和创新素质具有重要影响和作用。本文就如何依托重点实验室的人才和设备优势，为本科生参与科研创建良好的科研环境进行探讨。提出思想引导、科研环境创设、学生科研团队建设和运行模式、科研成果分享等方面对本科生参与科研积极性具有重要影响。
[关键词]本科生 科研能力 创新能力 探索与实践

随着社会人才需求的变化与发展，工科院校本科生的科研能力成为工科高校人才培养的标准之一，如何让本科生有效地参与科研，成为研究型大学尤其是理工科研究型大学推进教学改革的重要问题[1-3]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》指出，要“着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才”[4]。创新型人才的成长是一个综合培养的过程，教育是这个过程的源头和关键环节，而实验室是学校教学、科研和人才培养的重要基地。同济大学于2006年启动了大学生创新实践训练计划( Student Innovation Training Program, 简称SITP)，并取得了良好的效果[5]。上海交通大学为了培养本科生的创新意识和科研实践能力，于2002年开始实施了“本科生研究计划( Participation in Research Program，简称PRP) ”，作为学校科研平台的分析测试中心，充分利用先进的仪器设备和高素质的师资力量，通过选择与学科适宜的研究课题和教学相长的指导模式，为培养本科生提前进入相关的专业领域开展了探索性工作，教学效果显著[5]。目前，PRP工作已作为完整的本科教育的一部分，纳入到上海大学常规的教学工作之中。
桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室自2007年成立以来，充分利用实验室的设备优势以及高素质的教师科研队伍，吸引本科生到实验室参与科研工作。这几年来，已经培养出大批的优秀本科生。本科生第一作者或合著发表学术论文18篇，参与申请专利5项，承担国家级大学生计划项目7项，获得全国大学生“挑战杯”创业大赛铜奖2项，获得广西高校大学生化学化工类论文及设计大赛一等奖9项、二等奖5项。目前，本科生参与科研的氛围已经形成，并组建了若干个良好的科研团队。通过几年来本科生参与科研工作的探索和实践，我们进行了总结，得出如下一些经验：
一、首先要从认识上，做好宣传和引导。加强对本科生参与科研的重要性做好宣传，思想上要做好引导工作，让本科生充分认识到参与科研工作对其自身综合素质发展的积极性和重要性
要把学生参与科研对其自身科研和创新能力发展的重要作用和影响，做好宣传工作。首先是做学生工作的老师要积极鼓励学生参与科研工作，通过和有科研项目的老师的联系和沟通，为学生参与教师的科研提供便利；其次是教师要向学生介绍自己的科研情况，让学生充分了解他的科研工作和科研方向，吸引学生根据自己的兴趣加入到教师的科研中去；第三是学院要做好宣传引导工作，让学生充分了解通过参与科研，他们可以在哪些方面得到锻炼和发展，以及对他们将来全面发展和成长的积极作用，同时在政策上给予适当的引导，具体来说，本科生参与科研，可以让学生在多个方面得到充分的锻炼和发展。
1.可以提高学生查阅文献的能力，把握他们所研究领域的科技前沿。让学生通过收集与课题相关的资料这一过程来提高对当今科技前沿把握的能力。科技文献的收集和整理，是本科生参与科研的第一步，也是培养本科生科研能力的最基本的要素之一。通过查阅相关领域的献，学生可以提高使用数据库查阅资料的能力。
2.可以提高学生对资料的收集、归纳和概括能力，同时通过对英文科技论文的阅读，还可以提高学生的专业英语阅读能力。学生通过对资料的筛选，分析，整理、再根据实验室的条件和设备，确定适合自己开展研究的方向，制定合理的实验方案，有利于培养学生的实验设计能力。
3.在整个参与科研过程中，通过实验中所遇到问题的解决，可以培养学生的动手能力、分析问题的能力和解决问题的能力。
4.通过对实验数据的分析和整理，可以提高学生的数据处理和分析能力，并加深对测试设备工作原理的了解。
二、给学生创造一个良好的科研环境
科研环境主要包括三个方面：首先是政策上、经费上的支持，要鼓励本科生参与科研工作。前面提到的上海大学在这方面的举措就是很好的例子，我们目前采取的措施是让本科生参与教师科研课题的子课题研究，对于一些比较优秀的学生，可以适当开展一些自选课题，在经费上给予完全的支持。对于一些取得研究成果的内容，可以作为本科生的毕业设计论文。这样，学生在大二就进入实验室，可以将以前集中在三个月内完成的毕业论文工作时间延长到1-2年，在这1-2年的时间里，学生能够更充分的去享受整个科研过程，锻炼自己的科研创新能力。同时对参与科研工作并取得优异成绩的学生，在奖学金的评定方面政策上给予一定的支持。其二是学校要在硬件上给予支持，也就是实验室要向本科生科研项目开放，在实验设备的使用，检测方面要提供支持。我们实验室目前才去的政策是对本科生使用重点实验室设备采取完全开放的政策，这样就能够充分调动学生的积极主动性。当然，在学生使用设备之前，要进行适当的培训，培训完成后，给与学生自主操作设备的机会，让学生能够充分享受科研的乐趣。第三、要给学生提供便于参与科研时的休息和学习场所，比如给予一定的工作室。本科生参与科研和研究生不一样，研究生参与科研是全职工作，他们有固定的工作室，而本科生参与科研都是利用课余时间，因此，要吸引他们积极参与科研工作，就要让他们找到归属感。我们实验室的经验就是给参与科研的本科生集中提供了一间供他们工作、学习、讨论和休息的房间，由学生自己管理。里面装上空调，网络，并有电脑供他们查阅文献和数据处理使用，平时学生上完课后，就可以在实验室里面学习，讨论实验的进展和分析实验结果，这样，学生就会把实验室视为他们最愿意去的地方。

三、组建合理的本科生科研团队
组建合理的学生科研团队是本科生科研能顺利开展的重要部分。首先是团队的组建，因为本科生的课程比较多，上课任务较重，科研只能利用课余时间，因此在团队的组建时，要考虑到这一因素。科研团队的组建按照阶梯式的方式组建，进入课题组的学生分成小团队(2～4人一组) ，团队的成员来自不同的年级，最初进入实验室的人员，由老师进行培训，后期进入团队的人员，由前期的老队员进行培训和管理，老师负责安全和设备使用的监督管理。这样，既可以减轻老师的负担，又可以让学生在培训和管理的过程中，提高他们的协调、沟通和领导的能力，老师只负责考核和适当的监督作用，让学生有一个自由发挥的机会。阶梯式的团队有利于科研团队的继承和传承，高年级的学生，毕业后或退出实验室以后，低年级的同学可以顶替上来，形成一种良性循环的培养机制。同时，阶梯式的组建有利于团队的管理，可以减少团队内部出现矛盾的概率，教师在这个团队中起到一个核心的作用。
四、良好的运作模式有助于不断地提高学生对科研的兴趣
1.科研小组建好以后，以课题组为单元开展实验，课题的来源，少部分是学生自选的，其它的来自教师科研项目中的子课题，为了避免选题或者实验方案设计不合理造成浪费人力物力，一般情况下，课题都要由老师审核一下，确定有价值的，可行的，可以以团队为单元开展实验，在这个过程中，老师一定要给予学生充分发挥的空间。团队的运作模式非常重要，既可以培养学生的团队合作精神，又能培养学生独立思考的能力，而团队还可以让学生找到归属感，在遇到问题的时候，学生之间可以相互探讨，提高解决问题的能力。
2.团队之间要定期讨论自己的学习计划和进展，传授如何进行探索和发现的基本技能，增强学生之间的沟通与合作，可以使本科生学到科学的学习方法、求实的科学态度和基本的科研素养，从而使他们产生对科研的浓厚兴趣，提高创新思维和科研能力。我们在实践的过程中，还建立起一种非常好的定期汇报机制，这个汇报机制不仅仅是把它当作实验进展来汇报，而是给学生一个展示他们自己的舞台。我们要求这个团队的学生，每两周进行一次定期汇报，汇报的形式为PPT讲解，团队的成员根据自己小组的实验进展、取得的结果、存在的问题以及下一步解决问题的方向和设想等，提出自己的见解，在这个过程中，要求学生在汇报的时候，像一个老师给学生讲课一样，对他们提出要求，这有点类似以前在师范院校里面的模拟课堂的形式，学生汇报的时间为10～15分钟。通过这样的形式，既交流了实验进展和实验心得，又使得学生的表达能力得到了提高、胆量得到了训练，自信心也在不断的提高。
五、要让学生充分分享科研的整个过程以及他们的科研成果，这是提高本科生科研积极性的核心。
首先，本科生参与科研，作为指导老师要指导学生如何开展科研工作，要让学生充分的参与从文献的收集到数据的处理中的每一个环节，特别是实验方案的制定，要让学生知道为什么要这样做，理由是什么，要让学生知道实验该怎么开展，还要知道为什么要这样做，“授人以渔，而不是授人以鱼”，让学生参与科研的目的是培养他们的科研创新能力，而不仅仅是做一些简单的杂活、累活，学生在整个科研过程中，要收获的是科学的思维方法，指导老师要经常和学生讨论实验方案，并倾听学生的对实验的想法，给学生提供思考的机会。
第二，是要让学生充分分享科研成果，比如专利申请，论文的发表等。本科生参与科研，很多课题都是来自于教师科研中的一些子课题，在学生完成这些子课题研究以后，要让学生能充分分享他们的科研成果，鼓励学生以第一作者的身份发表论文，以及申请专利等。科研论文的撰写，可以从多个方面来提高学生的能力，主要有以下几个方面，
（1）通过论文的撰写，可以让学生对自己的科研做一个系统的总结和分析，有利于培养全面的科研能力。
（2）高水平的科技论文撰写，需要较高的理论知识和数据分析处理能力，因此，论文的撰写，可以反过来，促进学生将专业理论知识应用到论文里面，因而可以提高学生的专业知识和理论水平。
（3）通过论文的撰写，可以提高学生的论文写作能力和人文素质，为将来学生面向社会打下良好的基础。
（4）学生在本科期间发表高档次论文有利于提高他们的自豪感和荣誉感，能够使学生充分认识到自身的价值，增强他们参与科研的积极性。
结论：社会发展对工科本科生提出越来越高的要求，本科生科研能力的培养对其未来的发展具有重要作用，如何激发本科生科研积极性，让他们充分融入科研并享受科研所带来的乐趣，与学校的政策引导、科研坏境的创设、科研团队的建设和运作有直接的关系。创建一个良好的科研环境加上科学的人文管理，让学生能够充分参与科研并乐在其中，可以充分的激发学生参与科研的积极性，为国家培养出更多的优秀人才。
基金项目：新世纪广西高等教育教改工程项目（2011JGA041）
[参考文献]
[1]海燕.我国研究型大学本科人才培养模式改革研究[D].沈阳:东北大学.2008.

[2]王根顺,王辉.我国研究型大学本科生科研能力培养的途径与实践[J]. 清华大学教育研究,2008,29(3):44-48.
[3]卢开聪,张扬,李菊琪.研究型大学本科生科研模式探究[J].化工高等教育,2009(5):13-15.
[4]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学,2011(1):12-15.
[5]温鸣,吴庆生.实施国家SITP计划,培养创新实践能力[J].化工高等教育,2008(5):17-21.
[6]田社平,陈洪亮,秦惠洁.通过本科生研究计划培养大学生创新能力的几点思考[J].电气电子教学学报,2006,28(2):1-4.
（作者单位：1.桂林电子科技大学材料科学与工程学院,2.桂林电子科技大学）